气球爱上针 多久不睡觉会死掉?科学实验揭开谜底:人类其实可以不用睡觉

网上有句话——睡眠不足是美容的天敌!这句话的另一层意思是睡眠不足会加速人体衰老的过程 。 很长时间以来 , 研究人员就发现睡眠是人类生命活动的基础 , 科学人员一直尝试研究睡眠 , 但长久以来收获不大 , 睡眠在许多方面对于人类来讲仍是一个神秘的现象 。 早在1989年 , 美国芝加哥研究人员对大鼠进行的一项研究表明 , 完全缺乏睡眠会导致死亡[1] 。 然而 , 尽管经过了几十年的研究 , 有关睡眠剥夺的核心问题仍然没有解决 , 为什么动物不睡觉就会死呢?
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2020年6月4日 , 美国哈佛医学院的神经科学家们在Cell杂志上发表了一项研究 , 发现不睡觉会使果蝇肠道内活性氧累积 , 导致果蝇死亡 , 而中和这些活性氧后 , 果蝇就算不睡觉也能存活 。
这项新的研究结果颠覆了人们的固有认知 。 关于不睡觉就会导致死亡 , 人们的研究主要集中在大脑上 , 之前更多的研究认为睡眠不足更多的是影响神经系统的功能 。 这项研究却发现睡觉不足会通过肠道中活性氧的累积来导致死亡 , 而且这种死亡可以通过中和活性氧得到避免 。
不睡觉的果蝇肠道内活性氧累积
科研人员采用果蝇作为研究对象 , 是因为果蝇的睡眠模式与哺乳动物的类似 。
首先 , 科研人员将果蝇分为两组 , 一组果蝇生活的环境温度置于29°C , 此种情况下果蝇无法睡觉;另一组果蝇的生活环境温度是21°C , 保证果蝇正常睡觉 。 比照结果发现 , 果蝇在不睡觉的情况下 , 10天到20天会全部死亡 。 研究人员对死亡果蝇的尸体进行了医学解剖 , 与正常睡觉的果蝇进行对比 , 发现没有睡觉的果蝇肠道里充满了活性氧 , 不睡觉的时间越长 , 肠道中的活性氧累积的就越多 。
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果蝇不睡觉的第10天 , 果蝇肠道活性氧水平累积达到高峰 。 来源:文献[2]
活性氧是生物体在正常的呼吸、代谢和免疫防御过程中产生的 , 正常情况下活性氧会被抗氧化酶清除 , 但是如果它们没有被清除 , 就会变得非常危险 。 因为活性氧会使DNA发生断裂、突变 , 从而严重影响了遗传信息的正常转录 , 同时还会导致蛋白质肽链断裂 。 此外 , 活性氧还会对生物膜的造成损伤 , 破坏生物膜的完整性和抗原特异性 , 导致生物体更广泛的损伤和病变 。
【气球爱上针 多久不睡觉会死掉?科学实验揭开谜底:人类其实可以不用睡觉】在果蝇身上发现这种现象后 , 实验人员随即选择小白鼠作为下一阶段的实验 。 他们将小白鼠关在一个的笼子里 , 笼子里装有旋转杆 , 可以不间断的轻轻地推动小白鼠 , 使它们无法睡觉 。 实验进行到第5天的时候 , 科研人员发现小白鼠的肠道内活性氧水平大幅增高 , 这个结果与在果蝇上的观察结果惊人地一致 。
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接下来就有一个疑问 , 活性氧和死亡的因果关系是怎样的呢?到底是积聚的活性氧导致果蝇的死亡?还是死亡导致了活性氧的累积 , 活性氧的累积只是死亡的次级结果?研究者发现 , 果蝇不睡觉一周后 , 其肠道活性氧激增 , 在不睡觉第10天时 , 肠道里的活性氧水平达到高峰 , 这是细胞处于危机状态的信号 。 另外 , 研究者还发现其他氧化应激标志物 , 如DNA损伤、应激颗粒、溶酶体以及细胞凋亡和坏死 , 在不睡觉的10天后才会升高 。
神奇的是 , 在果蝇不睡觉的前10天之内 , 如果让果蝇正常睡觉 , 果蝇能正常活下来 , 且果蝇肠道活性氧水平会逐渐降低到正常水平 。 因此 , 研究者指出 , 这说明睡眠不足引起的肠道活性氧的增加导致了果蝇的死亡 , 不过他们并没有给出究竟多少量的活性氧会导致死亡 。
既然不睡觉使肠道活性氧增加导致死亡 , 那么如果中和这些活性氧能否拯救果蝇呢?